CN210954087U - 一种加速度传感器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种加速度传感器电路，包括有压电陶瓷、放大电路；其中，压电陶瓷的一端连接有开关电路模块、开关电路路模块连接有电流监测电路；压电陶瓷另一端通过反接保护电路连接ICP电流源接口、压电陶瓷另一端与ICP电流源接口之间还连接有分压网络模块；放大电路的输入连接有参考电压产生电路、放大电路还与反接保护电路以及电流监测电路连接，电流监测电路连接ICP电流源接口。本实用新型当传感器遭受过载冲击时，电路提前断开输入端，当冲击结束后，电路又自动连通，所以电路零点无漂移，受冲击后恢复快，可避免信号丢失。且放大电路输入端无需其它阻容电路保护，噪声低，信号质量好。
Description
技术领域
本发明涉及传感器电子电路技术领域，特别涉及一种加速度传感器电路。
背景技术
传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能,并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置；传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础。
压电式传感器是基于压电效应的传感器，其将加速度输入转化成与之成正比的电荷或电压信号输出，具有结构简单、重量轻、体积小、耐高温、固有频率高、输出线性好、测量的动态范围大、以及安装简单等特点。
具体地，压电式加速度传感器是以压电材料为转换元件，压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量信号输出。压电式传感器用于将测量力和能变换为力的非电物理量。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、工作可靠、重量轻等优点。压电式传感器的应用领域广泛，在电声学，生物医学和工程力学等等领域均有压电式传感器的应用；压电传感器能测量发动机里面的内燃压力，也能够应用在军事方面，其能够测量很小的压力，也能测量大的压力。
目前，压电加速度传感器广泛应用于工业监控、测试测量领域，具有可靠性好，信噪比高，频率响应好等特点。但是，现有压电加速度传感器遇到过载冲击之后，普遍有零点漂移、恢复时间长等问题，导致冲击发生之后的一段时间内数据失效，无法精确测量。
故，针对上述现有技术方案存在的问题缺陷，实有必要进行开发研究，以提供一种可靠方案，优化压电传感器的抗过载能力，使得传感器遇到过载冲击之后能够快速恢复，确保测量精确可靠。
实用新型内容
为解决现有存在的技术问题，本实用新型提供一种加速度传感器电路，以优化传感器的抗过载能力，使得传感器遇到过载冲击之后能快速恢复，确保测量精确可靠。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种加速度传感器电路，包括有压电陶瓷、放大电路；其中，压电陶瓷的一端连接有开关电路模块、开关电路路模块连接有电流监测电路；压电陶瓷另一端通过反接保护电路连接ICP电流源接口、压电陶瓷另一端与ICP电流源接口之间还连接有分压网络模块；放大电路的输入连接有参考电压产生电路、放大电路还与反接保护电路以及电流监测电路连接，电流监测电路连接ICP电流源接口。
优选地，所述压电陶瓷与反接保护电路之间设置有第一电阻R1以及第一电容C1；所述第一电阻R1通过第二电阻R2连接至分压网络模块；所述第一电阻R1还通过第六电阻R6连接至放大电路。
优选地，所述放大电路包括有运算放大器U1以及三极管T1，所述第六电阻R6反馈连接至运算放大器U1的负反馈输入端。
优选地，所述反接保护电路包括有第一二极管D1和第四电阻R4，其中第一二极管D1的正极连接ICP电流源接口，负极连接第四电阻R4。
优选地，所述分压网络模块包括有第三电阻R3和第八电阻R8，所述第三电阻R3连接至ICP电流源接口，所述第八电阻R8接地。
优选地，所述参考电路产生电路包括有第一稳压二极管Z1、第七电阻R7、第九电阻R9以及第十电阻R10；其中第一稳压二极管Z1的正极接地，负极连接第七电阻R7和第九电阻R9，第九电阻R9通过第十一电阻R11连接至放大器的运算放大器U1的正向输入端。
优选地，所述运算放大气的正向输入端U1通过第二电容C2接地，以用于降低噪声。
优选地，所述电流监测电路包括有第二稳压二极管Z2和第十二电阻R12；所述开关保护电路包括有连接压电陶瓷的第二场效应管T2、连接第二场效应管的第三场效应管T3以及连接第三场效应管T3的第四场效应管T4。
优选地，所述第三场效应管T3为结型P沟道场效应管，第二、第四场效应管为增强型N沟道场效应管；所述第二场效应管T3的栅极连接第第四场效应管T4的漏极，所述第二场效应管T3的栅极还连接有第五电阻R5。
本实用新型提供的技术方案的有益效果是：
本实用新型当传感器遭受过载冲击时，电路提前断开输入端，当冲击结束后，电路又自动连通。所以电路零点无漂移，受冲击后恢复快，可避免信号丢失。且放大电路输入端无需其它阻容电路保护，噪声低，信号质量好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型加速度传感器电路的模块框图；
图2是本实用新型加速度传感器电路的电路图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本实施例中的附图，对本发明创作实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创作一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创作中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明创作保护的范围。
需要说明的是，本发明创作的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明创作的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明创作实施例当传感器遭受过载冲击时，电路提前断开输入端，可以保护不受冲击，当冲击结束后，电路又自动连通。所以电路零点无漂移，受冲击后恢复快，可避免信号丢失,且放大电路输入端无需其它阻容电路保护，噪声低，信号质量好。
参照图1、图2所示，本发明创作加速度传感器电路包括有用于作为敏感元件压电材料的压电陶瓷、放大电路；压电陶瓷的一端连接有开关电路模块、开关电路路模块连接有电流监测电路；压电陶瓷另一端通过反接保护电路连接ICP电流源接口、压电陶瓷另一端与ICP电流源接口之间还连接有分压网络模块；放大电路的输入连接有参考电压产生电路、放大电路还与反接保护电路以及电流监测电路连接，电流监测电路连接ICP电流源接口。
具体地，所述压电陶瓷与反接保护电路之间设置有第一电阻R1以及第一电容C1；所述第一电阻连接压电陶器，起低通滤波作用；所述第一电容C1为反馈电容，用以调整传感器的灵敏度。所述第一电阻R1通过第二电阻R2连接至分压网络模块，所述第二电阻R2起到隔离直流的作用。所述第一电阻R1还通过第六电阻R6连接至放大电路。
其中，所述放大电路包括有运算放大器U1以及三极管T1，所述第六电阻R6反馈连接至运算放大器U1的负反馈输入端，主要用于作限流保护。
所述反接保护电路包括有第一二极管D1和第四电阻R4，其中第一二极管D1的正极连接ICP电流源接口，负极连接第四电阻R4，所述第一二极管D1用于防反接保护，所述电阻R4为限流电阻。
所述分压网络模块包括有第三电阻R3和第八电阻R8，所述第三电阻R3连接至ICP电流源接口，所述第八电阻R8接地。
所述参考电路产生电路包括有第一稳压二极管Z1、第七电阻R7、第九电阻R9以及第十电阻R10。其中，第一稳压二极管Z1的正极接地，负极连接第七电阻R7和第九电阻R9，第九电阻R9通过第十一电阻R11连接至放大器的运算放大器U1的正向输入端，用以作补偿漏电流所用，第十电阻R10接地。运算放大气的正向输入端U1通过第二电容C2接地，以用于降低噪声。
所述电流监测电路包括有第二稳压二极管Z2和第十二电阻R12。所述开关保护电路包括有连接压电陶瓷的第二场效应管T2、连接第二场效应管的第三场效应管T3以及连接第三场效应管T3的第四场效应管T4。其中，第三场效应管T3为结型P沟道场效应管，第二、第四场效应管为增强型N沟道场效应管；所述第二场效应管T3的栅极连接第第四场效应管T4的漏极，所述第二场效应管T3的栅极还连接有第五电阻R5。
所述ICP电流源接口还连接有第三稳压二极管Z3，所述第三稳压二极管Z3的正极接地，负极连接至ICP电流源接口，以用于ESD及浪涌保护所用。
当产生正向过载时，第十二电阻R12上的电压降到接近0V，使得第二场效应T2关闭，从而断开压电陶瓷，防止过载。而当产生负向过载时，第四场效应管T4关闭，第五电阻R5将电平上拉，第三场效应管T3关闭，从而断开压电陶瓷，防止过载。所以本发明创作电路无论正向过载还是反向过载均可以得到保护，避免零点漂移。
本发明创作实施例当传感器遭受过载冲击时，通过开关电路模块提前断开输入端，从而保护电路不受冲击；当过载冲击结束后，电路自动连通。所以电路零点无漂移，电路受冲击后恢复快，可避免信号丢失，且放大电路的输入端无需其它阻容电路保护，从而可降低噪声，确保信号质量。
以上所述仅为本发明创作的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明创作的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创作的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种加速度传感器电路，其特征在于，包括有压电陶瓷、放大电路；其中，压电陶瓷的一端连接有开关电路模块、开关电路路模块连接有电流监测电路；压电陶瓷另一端通过反接保护电路连接ICP电流源接口、压电陶瓷另一端与ICP电流源接口之间还连接有分压网络模块；放大电路的输入连接有参考电压产生电路、放大电路还与反接保护电路以及电流监测电路连接，电流监测电路连接ICP电流源接口。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器电路，其特征在于：所述压电陶瓷与反接保护电路之间设置有第一电阻R1以及第一电容C1；所述第一电阻R1通过第二电阻R2连接至分压网络模块；所述第一电阻R1还通过第六电阻R6连接至放大电路。
3.根据权利要求2所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述放大电路包括有运算放大器U1以及三极管T1，所述第六电阻R6反馈连接至运算放大器U1的负反馈输入端。
4.根据权利要求3所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述反接保护电路包括有第一二极管D1和第四电阻R4，其中第一二极管D1的正极连接ICP电流源接口，负极连接第四电阻R4。
5.根据权利要求4所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述分压网络模块包括有第三电阻R3和第八电阻R8，所述第三电阻R3连接至ICP电流源接口，所述第八电阻R8接地。
6.根据权利要求5所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述参考电压产生电路包括有第一稳压二极管Z1、第七电阻R7、第九电阻R9以及第十电阻R10；其中第一稳压二极管Z1的正极接地，负极连接第七电阻R7和第九电阻R9，第九电阻R9通过第十一电阻R11连接至放大器的运算放大器U1的正向输入端。
7.根据权利要求6所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述运算放大气的正向输入端U1通过第二电容C2接地，以用于降低噪声。
8.根据权利要求7所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述电流监测电路包括有第二稳压二极管Z2和第十二电阻R12；所述开关保护电路包括有连接压电陶瓷的第二场效应管T2、连接第二场效应管的第三场效应管T3以及连接第三场效应管T3的第四场效应管T4。
9.根据权利要求8所述的加速度传感器电路，其特征在于，所述第三场效应管T3为结型P沟道场效应管，第二、第四场效应管为增强型N沟道场效应管；所述第二场效应管T3的栅极连接第第四场效应管T4的漏极，所述第二场效应管T3的栅极还连接有第五电阻R5。
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Date of cancellation: 20231124 Granted publication date: 20200707 Pledgee: Shenzhen Branch of Bank of Hangzhou Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN HAINA MICROSENSOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980019783 |
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